硅灰石对高碳钢中夹杂物改性的研究 2012

1、硅灰石对高碳钢中夹杂物改性的研究沈建军（新余市南方硅灰石有限公司，新余市，江西省，中国，338000）摘要：高碳帘线钢盘条在拉拔和捻制过程中经常出现拉拔脆断的现象，严重地影响了产品的质量和生产效率。造成断裂的主要原因之一是由于钢丝内部存在非金属夹杂物，本文通过使用硅灰石造渣，改变精炼过程造渣工艺，减少Al和铝矾土的加入量，实现了有效控制夹杂物形态，使帘线钢的塑性和拉拔性能大大提高。关键词：夹杂物；拉拔性能；硅灰石Effect of Wollastonite on Modifying Inclusion for High Carbon Steel Sheng Jianjun（Xinyu Sout

2、h wollastonite Co.,ltd. Xinyu city, Jiangxi Province, China, 338000）Abstract：The phenomenon of Brittle fracture is always happened during drawing process for high carbon steel grade, which influence quality and efficiency seriously. One of the main reason of causing fracture is non-metallic inclusio

3、ns existing internal of material. The paper achieved controlling inclusion modification by usage of wollastonite , reducing Al andBauxite addition during refining process, which increases Plastic and drawing performance mostly. Key Words：inclusion; drawing performance；wollastonite预应力钢丝，钢帘线和钢棒通常都用0.7

4、0.9%的碳含量、0.60.9%的含锰量的优质碳素结构盘条制造。为了获得理想的帘线钢钢质，目前国内外主要钢铁企业都在提高钢的洁净度方面付出了很大努力。生产中常用的炼钢工艺组合为：铁水预处理LD顶底复吹（或电炉）冶炼二次精炼高速无扭控冷轧制。在拉丝和合股的过程中几乎不允许断丝（一般要求每100000m断丝不能超过一次）。钢中的脆性夹杂物是造成钢帘线出现缺陷的主要原因之一，象A12O3；这种既硬又不变形的夹杂物是导致钢丝拉拔和合股断裂的主要原因。消除钢中的不变形夹杂物或使其尺寸尽可能的小，可以避免钢丝的断裂。1 钢帘线对夹杂物要求高碳帘线钢盘条在拉拔和捻制过程中经常出现拉拔脆断的现象，严重地影响了

5、产品的质量和生产效率。造成断裂的主要原因之一是由于钢丝内部存在非金属夹杂物1，特别是脆性非金属夹杂物，破坏了钢丝基体的连续性，在拉拔和捻制变形时，因应力作用而造成钢丝断裂。所以除了对成分有较高的要求外，对钢中非金属夹杂物的数量、尺寸、分布特别是夹杂物的变形性能有严格的要求，即要求钢中的夹杂物尽可能为在热轧过程中能够变形的塑性夹杂物。1）经验表明，钢中非金属夹杂物尺寸只要大于被加工钢丝直径的2% ，即可导致钢丝在冷拔和捻股过程中脆性断裂。那些很细小的脆性夹杂物颗粒，虽然侥幸通过钢丝拉拔和捻股关，必然会在成品钢帘线的动态疲劳性能试验或在轮胎的实际应用中导致早期断裂随着钢丝强度提高，钢丝断线率提高。

6、为了防止轮胎子午线冷拔断裂，要求夹杂物粒直径D5。2）夹杂物中A12O3含量适宜。夹杂物中A12O3含量在适当范围时，不变形夹杂物指数最低2。轮胎钢丝钢在拔成很细的丝时，容易断头。断头是由于钢中含有不变形夹杂(热轧后，夹杂物的长宽比小于3时为不变形夹杂)。要求不变形夹杂的直径d1），占22.78，第二次改进工艺试验取盘条试样12根，观察到夹杂物189个，其中发生变形的夹杂物139个（DI1），占73.54。由此可以看出改进工艺试验盘条中夹杂物的变形个数比例明显高于常规工艺试验的。图6 两次试验盘条中夹杂物变形情况图7为两次试验在盘条中观察到夹杂物的变形率分布图，从图中可以看出，常规工艺试验盘条

7、中的变形夹杂物的变形率主要集中在13，占78.0，变形率为36的只占17.1，而变形率为69和930的夹杂物只占4.9和0。改进工艺试验盘条中的变形夹杂物的变形率主要集中在13和36，分别占42.4和43.9，而变形率为69和930的夹杂物占9.4和4.3。图7 盘条中夹杂物变形率分布从图6和图7可以看出，改进工艺后试验中观察到盘条中变形夹杂物的数量和变形程度明显好于常规工艺试验的，因此针对常规工艺试验的情况进行工艺参数的调整是有效的。5 结论以调整顶渣成分来控制夹杂物性能是控制夹杂物形态的一项行之有效的重要技术。对于钢帘线的精炼，最有效控制夹杂物形态的渣是硅灰石或其它成分与硅灰石的混合物。通

8、过控制精炼渣中A12O3含量，采用新的炉渣精炼工艺，72A钢水纯净度明显改善，夹杂物形态由以球状CaO-SiO2- A12O3为主变成以SiO2为主的不规则形状，夹杂物尺寸明显减小，95%以上的夹杂物尺寸小于5m。试验表明，合理控制脱氧条件和钢包顶渣的成分，就能够得到熔点低、塑性良好的脱氧产物，从而使钢的塑性、拉拔性能大大提高。参考文献：1 A.Melander and M.Larsson. The effect of stress amplitude on the cause of fatigue crack initiation in a spring steel. International Journal of Fatigue. 1993,15(2):1191312 薛正良、李正邦、张家雯. 弹簧钢夹杂物形态控制. 钢铁,1999,34(4):20233 李为缪编译 . 钢中非金属夹杂物 . ：冶金工业出版社，1998 :751444 Fauling G.M. Inclusion Modification in s